ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОСТНОГО ОРГАНА ПО ДАННЫМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ
Автор: Никита Вячеславович Харин
Соавторы: Большаков П.В., Саченков О.А., Герасимов О.В.
Организация: Казанский Федеральный Университет
Актуальной задачей является моделирование напряжённо-деформированного состояния пористых многофазных сред, примером такой среды является костная ткань. При симуляции поведения костной ткани [1] необходимо учесть анизотропные свойства среды, определяемые особенностями различных видов костных органов в зависимости от их функционала, возраста, пола, среды обитания и т.п.; такая задача - актуальна. В случае моделирования адаптационных процессов [2], возникающих в костной ткани при воздействии внешних факторов, необходимо знать первоначальное состояние костного органа, а значит, распределение в теле анизотропных свойств. Для определения ортотропных свойств необходимо проведение натурных экспериментов, такой метод невозможен, так как требует большое количество образцов; более того данный метод требует разрушение костного органа.
На сегодняшний день развитие компьютерной томографии позволяет получать информацию о структуре образца без разрушения, а распространённость компьютерных томографов в клинике развивает область применения методики в задачах биомеханики. Развитие направления компьютерной томографии расширяет область применения метода на микроуровне (микробиология, кристаллография и т.п.) и макроуровне (медицина, машиностроение и т.п.). Пример обрабатываемых результатов показан на рисунке 1. Целью данной работы является создание методики анализа распределения ортотропных свойств костного органа по данным компьютерной томографии.
1. Саченков О.А., Герасимов О.В., Королева Е.В., Мухин Д.А., Яикова В.В., Ахтямов И.Ф., Шакирова Ф.В., Коробейникова Д.А., Хань Х.Ч. Построение негомогенной конечно-элементной модели по данным компьютерной томографии // Российский журнал биомеханики. – 2018. – Т. 22, № 3. – С. 332–344.
2. Gerasimov O., Yaikova V., Baltina T., Baltin M., Fedyanin A., Zamaliev R., Sachenkov O. Modeling the change in the stiffness parameters of bone tissue under the influence of external loads // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series. – 2019. – Vol. 1158. – 022045. DOI:10.1088/1742-6596/1158/2/022045